TW201442348A - 天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置 - Google Patents

Abstract

一種天線結構，其包括饋入端、接地端、第一天線單元、第二天線單元及第三天線單元。所述第一天線單元與饋入端連接，第三天線單元末端與接地端連接，所述第一天線單元、第二天線單元及第三天線單元依次連接形成陣列，所述第一天線單元包括依次連接的第一延長段、第二延長段及第三延長段，所述第一延長段與第三延長段平行，所述第二延長段與第一延長段不共面，所述第二天線單元及第三天線單元與第一天線單元形狀相同。

Description

天線結構及應用該天線結構的無線通訊裝置

本發明涉及一種無線通訊裝置及其天線結構，尤其涉及一種可接收多頻段無線訊號的無線通訊裝置及其天線結構。

隨著無線通訊蓬勃的發展，各代通訊系統也不斷演進。從主流的第二通訊系統GSM，與第三通訊系統WCDMA，至目前發展中的第四通訊系統LTE-Advance等，無線通訊系統必須涵蓋上述多種通訊系統，這意味著所需要的通訊頻段也逐漸增加，而如何在目前講求無線通訊裝置輕薄短小的發展趨勢中，於有限的天線設計空間下，有效提升天線頻寬，是面臨的一項重要課題。

鑒於以上情況，有必要提供一種佔用空間較小的天線結構。

另有必要提高一種應用上述天線結構並可接收多頻段的無線通訊裝置。

一種天線結構，其包括饋入端、接地端、依次連接的第一天線單元、第二天線單元及第三天線單元。所述第一天線單元與饋入端連接，第三天線單元末端與接地端連接，所述第一天線單元、第二天線單元及第三天線單元依次連接形成陣列，所述第一天線單元包括依次連接的第一延長段、第二延長段及第三延長段，所述第一延長段與第三延長段平行，所述第二延長段與第一延長段不共面，所述第二天線單元及第三天線單元與第一天線單元形狀相同。

一種無線通訊裝置，其包括一主板、一匹配電路、一天線載體及設置於天線載體上的天線結構。所述主板末端與天線載體連接，所述天線結構設置於天線載體上，所述匹配電路與天線結構的接地端連接，籍由調整該天線結構之匹配負載系數。

本發明的天線結構採用彎折式結構設計，充分利用無線通訊裝置之內部空間，減小了天線所佔內部空間。同時，通過在第三天線單元的末端接入匹配電路，達成廣頻域的頻率可調整式天線設計。

100．．．天線結構

10．．．饋入端

20．．．接地端

30．．．第一天線單元

31．．．第一延長段

311．．．第一片體

312．．．第二片體

32．．．第二延長段

321．．．第一延長片

322．．．第二延長片

323．．．第三延長片

33．．．第三延長段

331．．．第一長片

332．．．第二長片

40．．．第二天線單元

50．．．第三天線單元

60．．．第一過渡段

70．．．第二過渡段

80．．．調整段

81．．．第一調整片

82．．．第二調整片

200．．．無線通訊裝置

210．．．主板

220．．．天線載體

230．．．匹配電路

231．．．切換開關

2310．．．靜接觸點

2311．．．動接觸點

232．．．開回路

233．．．第一匹配電路

L1．．．第一電感

L2．．．第二電感

234．．．第二匹配電路

L3．．．第三電感

235．．．第三匹配電路

L4．．．第四電感

圖1係本發明實施例的無線通訊裝置的立體圖。

圖2係本發明實施例的天線結構的立體圖。

圖3係圖1所示的無線通訊裝置的匹配電路的電路圖。

請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施方式提供一種天線結構100，其應用於行動電話、平板電腦等無線通訊裝置200中。該無線通訊裝置200進一步包括主板210、天線載體220及匹配電路230。該主板210上設有電流訊號饋入點211，本實施例，該天線載體220為塑性件，其設置於主板210末端。該天線結構100設於該天線載體220上，該匹配電路230設於主板210上。

該天線結構100包括饋入端10、接地端20、第一天線單元30、第二天線單元40、第三天線單元50、第一過渡段60及第二過渡段70。該饋入端10與主板210上的饋入點211電性連接。

該第一天線單元30包括依次連接的第一延長段31、第二延長段32及第三延長段33。在本實施例中，為便於天線結構100與天線載體220配合，該第一延長段31包括第一片體311及第二片體312，該第一片體311與饋入端10連接，第二片體312與第一片體311弧形連接。該第二延長段32包括共面設置的第一延長片321、第二延長片322及第三延長片323，該第一延長片321與第二片體312垂直連接，該第二延長片322垂直連接在第一延長片321及第三延長片323之間，使得第一延長片321與第三延長片323平行間隔設置，從而共同形成一”U”形。該第三延長段33的形狀與第一延長段31的形狀大致相當，其包括第一長片331及第二長片332，該第一長片331與第三延長片323垂直連接，且該第一長片331與第二片體312平行共面設置。該第二長片332與第一長片331弧形連接，且該第二長片332與第一片體311平行共面設置。

由於在本實施例中，第二延長段32與第一延長段31及第三延長段33之間不共面設置，而是採用曲折結構，故可以充分利用了無線通訊裝置200之內部空間。為使天線結構100較牢固安置於天線載體220上，該第二延長段32的第二延長片322還延伸出一片體3220，該片體3220與第二延長片322垂直連接，且朝靠近饋入端10的方向延伸。

該第二天線單元40及第三天線單元50與第一天線單元30形狀相同，在此不予贅述。該第一天線單元30、第二天線單元40及第三天線單元50並排設置，且第二天線單元40的一端與第一天線單元30的一端通過第一過渡段60垂直連接，第三天線單元50的一端與第二天線單元40的另一端通過第二過渡段70垂直連接，從而使得該第一天線單元30、第二天線單元40及第三天線單元50形成一陣列。本實施例中，該第一過渡段60及第二過渡段70均為長方形片體結構。該第三天線單元50遠離第二天線單元40的一端與接地端20連接。

此外，該第三天線單元50末端遠離第二天線單元40的一側還延伸出一調整段80，該調整段80包括第一調整片81及第二調整片82，本實施例中，該第一調整片81為長方形片體，該第二調整片82為一不規則片體，且二者垂直連接。藉由調整該調整段80的尺寸以調整該天線結構100之輻射頻率，進而該天線結構100在收發LTE Band 17的通訊訊號時具有較佳效果。

請參圖3，該匹配電路230包括切換開關231、開迴路232、第一匹配電路233、第二匹配電路234及第三匹配電路235。該切換開關231為單刀四擲開關，其包括靜接觸點2310及動接觸點2311。該靜接觸點2310與所述天線結構100的接地端20連接，該動接觸點2311切換於開迴路232、第一匹配電路233、第二匹配電路234及第三匹配電路235之間。具體地，在本實施例中，該開迴路232直接接地，其為天線結構100在收發LTE Band 17的通訊訊號時提供接地回路。該第一匹配電路233包括串聯接地的第一電感L1及第二電感L2，用於對天線結構100在收發LTE Band 13的通訊訊號時進行阻抗匹配。本實施例中，該第一電感L1及第二電感L2的電感值均大致為120nH。該第二匹配電路234包括接地的第三電感L3，用於對天線結構100在收發GSM850的通訊訊號時進行阻抗匹配。本實施例中，該第三電感L3的電感值大致為75nH。該第三匹配電路235包括接地的第四電感L4，用於對天線結構100在收發GSM900的通訊訊號時進行阻抗匹配。本實施例中，該第四電感L4的電感值大致為45nH。如此，藉由切換該動接觸點2311，使得該匹配電路230調整該天線結構100之匹配負載系數，進而使該天線結構100在收發LTE Band 13、GSM850及GSM900的無線訊號時具有較佳效果。

下面進一步說明該無線通訊裝置200的工作原理，當天線結構100在收發LTE Band 17的通訊訊號時，該切換開關231與開回路232接通，該天線結構100從主板210的饋入點211饋入訊號後，該電流依次流經第一天線單元30、第二天線單元40及第三天線單元50，並通過開回路232接地。當天線結構100在收發LTE Band 13的通訊訊號時，該切換開關231與第一匹配電路233連通，該第一匹配電路233對天線進行阻抗匹配，電流訊號經天線結構100及第一匹配電路233後接地。當天線結構100在收發GSM850的通訊訊號時，該切換開關231與第二匹配電路234連通，該第二匹配電路234對天線進行阻抗匹配，電流訊號經天線結構100及第二匹配電路234後接地。當天線結構100在收發GSM900的通訊訊號時，該切換開關231與第三匹配電路235連通，該第三匹配電路235對天線進行阻抗匹配，電流訊號經天線結構100及第三匹配電路235後接地。

本發明的天線結構100採用彎折的陣列式結構設計，充分利用無線通訊裝置200之內部空間，減小了天線所佔內部空間。同時，通過在第三天線單元50的末端接入匹配電路230，達成寬頻域的頻率可調整式天線設計，可涵蓋包含第四代通訊系統LTE-Advance所需要之系統頻寬。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

200．．．無線通訊裝置

210．．．主板

211．．．饋入點

220．．．天線載體

230．．．匹配電路

30．．．第一天線單元

40．．．第二天線單元

50．．．第三天線單元

60．．．第一過渡段

70．．．第二過渡段

Claims (10)

1. 一種天線結構，其包括饋入端及接地端，其改良在於：所述天線結構還包括第一天線單元、第二天線單元及第三天線單元，所述第一天線單元與饋入端連接，第三天線單元末端與接地端連接，所述第一天線單元、第二天線單元及第三天線單元依次連接形成陣列，所述第一天線單元包括依次連接的第一延長段、第二延長段及第三延長段，所述第一延長段與第三延長段平行，所述第二延長段與第一延長段不共面，所述第二天線單元及第三天線單元與第一天線單元形狀相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述天線結構還包括第一過渡段及第二過渡段，所述第一天線單元、第二天線單元及第三天線單元並排設置，所述第一天線單元的一端與第二天線的一端通過第一過渡段連接，第三天線單元的一端與第二天線單元的另一端通過第二過渡段連接。
3. 如申請專利範圍第1項所述之天線結構，其中所述第一延長段包括第一片體及第二片體，所述第一片體與片體與饋入端連接，第二片體與第一片體弧形連接。
4. 如申請專利範圍第3項所述之天線結構，其中所述第二延長段包括第一延長片、第二延長片及第三延長片，所述第一延長片、第二延長片及第三延長片共面，所述第一延長片與第二片體垂直連接，所述第二延長片直連接在第一延長片及第三延長片之間，且第一延長片與第三延長片平行間隔設置。
5. 如申請專利範圍第4項所述之天線結構，其中所述第三延長段包括第一長片及第二長片，該第一長片與第三延長片垂直連接，且該第一長片與第二片體平行共面設置，該第二長片與第一長片弧形連接，且該第二長片與第一片體平行共面設置。
6. 一種無線通訊裝置，其包括一主板、一天線載體及設置於天線載體上的天線結構，所述天線載體設置於主板末端，其改良在於：所述的天線結構為申請專利範圍第1~5項中任一項所述的天線結構。
7. 如申請專利範圍第6項所述之無線通訊裝置，其中所述線通訊裝置還包括一匹配電路，所述匹配電路與天線結構的接地端連接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之無線通訊裝置，其中所述匹配電路包括切換開關、開迴路、第一匹配電路、第二匹配電路及第三匹配電路，所述切換開關與天線結構之接地端連接，且切換於開迴路、第一匹配電路、第二匹配電路及第三匹配電路之間。
9. 如申請專利範圍第8項所述之無線通訊裝置，其中所述開迴路直接接地，該第一匹配電路包括串聯接地的第一電感和第二電感。
10. 如申請專利範圍第9項所述之無線通訊裝置，其中所述第二匹配電路包接地的第三電感，該第三匹配電路包括接地的第四電感。